DE212012000182U1

DE212012000182U1 - Improved air-fuel welding torch with vortex combustion

Info

Publication number: DE212012000182U1
Application number: DE212012000182.4U
Authority: DE
Original assignee: Lincoln Global Inc
Current assignee: Lincoln Global Inc
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: US20140252131A1; WO2013050847A1; BR112014008072A2; BR112014008072B1; JP5872703B2; CN103975198A; US20130089825A1; US8753111B2; CN108800133A; JP2014534404A

Abstract

Schweißbrenner (100), der Folgendes umfasst: einen Schweißbrennerkorpus (103) mit einem stromaufwärtigen Hohlraum, einem Gemischhohlraum und einem Röhrenverbindungsabschnitt (102) stromabwärts des Gemischhohlraums, wobei der Gemischhohlraum mehrere konische Bohrungen (104) durch eine Seitenwand des Gemischhohlraums aufweist, damit Luft in den Gemischhohlraum strömen kann, und der Röhrenverbindungsabschnitt (102) eine Bohrung aufweist, um einen Strom aus dem Gemischhohlraum zu empfangen und den Strom zu einem Ausgang des Röhrenverbindungsabschnitts (102) zu lenken; eine Spitzenöffnungs(107)-Struktur, die in den stromaufwärtigen Hohlraum eingesetzt ist, wobei durch die Mitte der Spitzenöffnungsstruktur eine Bohrung verläuft, wobei die Bohrung einen ersten Durchmesser aufweist, und wobei die Bohrung einen Brennstoff zu dem Gemischhohlraum lenkt; und eine Röhre (101), die mit dem Röhrenverbindungsabschnitt (102) gekoppelt ist und den Strom aus dem Röhrenverbindungsabschnitt (102) empfängt und einen Innendurchmesser (iD) hat, wobei die Röhre (101) den Strom zu einer Flamme an einem Ausgang der Röhre transportiert; wobei das Verhältnis des ersten Durchmessers zu dem Innendurchmesser (iD) der Röhre (101) im Bereich von 5 bis 7% liegt und wobei der Brennstoff Acetylen ist.A welding torch (100) comprising: a welding torch body (103) having an upstream cavity, a mixture cavity and a tube connection portion (102) downstream of the mixture cavity, the mixture cavity having a plurality of conical bores (104) through a side wall of the mixture cavity for air to enter the mixture cavity is allowed to flow and the tube connection section (102) has a bore for receiving a flow from the mixture cavity and directing the flow to an outlet of the tube connection section (102); a tip opening (107) structure inserted into the upstream cavity, a bore passing through the center of the tip opening structure, the bore having a first diameter, and the bore directing fuel to the mixture cavity; and a tube (101) coupled to the tube connection section (102) and receiving the current from the tube connection section (102) and having an inside diameter (iD), the tube (101) connecting the current to a flame at an outlet of the tube transported; wherein the ratio of the first diameter to the inside diameter (iD) of the tube (101) is in the range of 5 to 7% and the fuel is acetylene.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Vorrichtungen, Systeme und Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 6 der vorliegenden Erfindung betreffen einen Schweißbrenner und insbesondere einen verbesserten Luft-Brennstoff-Schweißbrenner mit Wirbelverbrennung.Devices, systems and methods according to claims 1 and 6 of the present invention relate to a welding torch and, more particularly, to an improved swirling air-fuel welding torch.

Gasschweißbrenner werden verwendet, um Luft mit einem Brennstoff zu kombinieren. Die Schweißbrenner versuchen, die Luft mit dem Brennstoff zu kombinieren, um ein geeignetes Mischungsverhältnis zu erzeugen, um eine Erwärmungs- oder Schneidflamme bereitzustellen, die dann dafür verwendet wird, Materialien wie zum Beispiel Metall zu erwärmen oder zu durchtrennen. Jedoch kann es aufgrund verschiedener Faktoren, wie zum Beispiel verschiedener Brennstoffarten und -dichten, Strömungsraten usw., schwierig sein, einen Schweißbrenner bereitzustellen, der das Brennstoff-Luft-Gemisch so optimiert, dass eine stabile und optimale Flamme erhalten wird.Gas welding torches are used to combine air with a fuel. The welding torches attempt to combine the air with the fuel to produce a suitable mixing ratio to provide a heating or cutting flame, which is then used to heat or cut through materials such as metal. However, due to various factors, such as different fuel types and densities, flow rates, etc., it may be difficult to provide a welding torch that optimizes the fuel-air mixture to obtain a stable and optimal flame.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben erwähnte Problem zu überwinden. Das Problem gemäß der Anmeldung wird durch einen Schweißbrenner nach Anspruch 1 und 6 gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Schweißbrenner mit einem Schweißbrennerkorpus, der einen stromaufwärtigen Hohlraum, einen Gemischhohlraum und eine Röhrenverbindungsabschnitt stromabwärts des Gemischhohlraums aufweist. Der Gemischhohlraum hat mehrere konische Bohrungen, die durch eine Seitenwand des Gemischhohlraums verlaufen, damit Luft in den Gemischhohlraum strömen kann, und der Röhrenverbindungsabschnitt hat eine Bohrung, um einen Strom aus dem Gemischhohlraum zu empfangen und den Strom zu einem Ausgang des Röhrenverbindungsabschnitts zu lenken. Eine Spitzenöffnungsstruktur ist in den stromaufwärtigen Hohlraum eingesetzt, und die Spitzenöffnungsstruktur hat eine Bohrung, die durch ihre Mitte verläuft. Die Bohrung hat einen ersten Durchmesser, und die Bohrung lenkt einen Brennstoff zu dem Gemischhohlraum. Eine Röhre ist mit dem Röhrenverbindungsabschnitt gekoppelt, die den Strom von dem Röhrenverbindungsabschnitt empfängt und einen Innendurchmesser hat. Die Röhre transportiert den Strom zu einer Flamme, und das Verhältnis des ersten Durchmessers zu dem Innendurchmesser der Röhre liegt im Bereich von 5 bis 7% für Acetylenschweißbrenner und 2 bis 3 für Propan- und Propylenschweißbrenner.Against this background, it is an object of the present invention to overcome the above-mentioned problem. The problem according to the application is solved by a welding torch according to claims 1 and 6. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. An exemplary embodiment of the present invention is a welding torch having a welding torch body having an upstream cavity, a mixture cavity, and a tube connecting portion downstream of the mixture cavity. The mixture cavity has a plurality of conical bores extending through a side wall of the mixture cavity for allowing air to flow into the mixture cavity, and the tube connection portion has a bore for receiving a flow from the mixture cavity and directing the flow to an exit of the tube connection portion. A tip opening structure is inserted into the upstream cavity and the tip opening structure has a bore extending through its center. The bore has a first diameter, and the bore directs fuel to the mixture cavity. A tube is coupled to the tube connecting portion which receives the current from the tube connecting portion and has an inner diameter. The tube transports the stream to a flame, and the ratio of the first diameter to the inner diameter of the tube is in the range of 5 to 7% for acetylene welding torches and 2 to 3 for propane and propylene welding torches.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die oben beschriebenen und/oder weitere Aspekte der Erfindung werden durch die ausführliche Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen besser verständlich. In Diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:The above and / or other aspects of the invention will be better understood from the detailed description of exemplary embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings. These drawings show the following:

1A veranschaulicht eine schaubildhafte Darstellung eines Schweißbrenners gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1A 12 illustrates a diagrammatic representation of a welding torch according to an exemplary embodiment of the present invention;

1B veranschaulicht eine schaubildhafte Darstellung einer Ansicht einer Spitzenöffnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 1B 12 illustrates a diagrammatic illustration of a tip opening view in accordance with an exemplary embodiment of the present invention; and

2 veranschaulicht eine schaubildhafte Darstellung eines Schweißbrennerkorpus gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 12 illustrates a diagrammatic illustration of a torch body according to an exemplary embodiment of the present invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS

Im Folgenden werden nun beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen sollen das Verständnis der Erfindung vereinfachen und sind nicht dafür gedacht, den Geltungsbereich der Erfindung in irgend einer Weise einzuschränken. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen stets gleiche Elemente.In the following, exemplary embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying figures. The described exemplary embodiments are intended to facilitate the understanding of the invention and are not intended to limit the scope of the invention in any way. Like reference numbers always designate like elements.

1A/1B ist eine schaubildhafte Darstellung eines Schweißbrenners 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Schweißbrenner 100 besteht aus einer Anzahl von Komponenten, zu denen in erster Linie eine Spitzenröhre 101, ein Schweißbrennerkorpus 103, eine Spitzenöffnung 107 und ein Wirbelspitzeneinsatz 112 gehören. Diese einzelnen Komponenten werden nun der Reihe nach besprochen. 1A / 1B is a diagrammatic representation of a welding torch 100 according to an exemplary embodiment of the present invention. The welding torch 100 consists of a number of components, which include primarily a tip tube 101 , a welding torch body 103 , a top opening 107 and a whirl-tip insert 112 belong. These individual components will now be discussed in turn.

Die Spitzenöffnung 107 ist ein Messingeinsatz, der in einen Hohlraum 110 in dem Schweißbrennerkorpus 103 einzusetzen ist. Die Öffnung 107 kann aus einem metallischen Material wie zum Beispiel Messing bestehen. Die Spitzenöffnung 107 kann außerdem einen Gewindeabschnitt 108 aufweisen, dank dem die Öffnung 107 sicher in den Korpus 103 eingesetzt werden kann. Entlang der Mittelachse der Spitzenöffnung 107 erstreckt sich eine Einlassbohrung 109. Die Bohrung 109 hat einen konstanten Durchmesser entlang ihrer Länge und eine zylindrische Gestalt. Je nach der Anwendung für den Schweißbrenner 100 kann die Bohrung verschiedene Durchmesser haben. Das heißt, für einige Arbeiten wird eine kleinere Bohrung 109 benötigt, während für andere Arbeiten eine größere Bohrung 109 benötigt wird. Die Bohrung sollte möglichst glatt ausgeführt werden, um einen reibungslosen Gasstrom durch die Bohrung 109 zu gewährleisten. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Bohrung einen Durchmesser im Bereich von 0,007 bis 0,04 Inch haben.The top opening 107 is a brass insert that enters a cavity 110 in the welding torch body 103 is to use. The opening 107 may be made of a metallic material such as brass. The top opening 107 can also have a threaded section 108 thanks to which the opening 107 safely in the body 103 can be used. Along the central axis of the tip opening 107 extends an inlet hole 109 , The hole 109 has a constant diameter along its length and a cylindrical shape. Depending on the application for the welding torch 100 the hole can have different diameters. That is, for some Working becomes a smaller hole 109 needed while for other work a larger bore 109 is needed. The bore should be made as smooth as possible to ensure a smooth flow of gas through the hole 109 to ensure. In exemplary embodiments, the bore may have a diameter in the range of 0.007 to 0.04 inches.

Der Korpus 103 kann ebenfalls aus Messing bestehen und hat einen Hohlraum 110, der das ordnungsgemäße Einsetzen der Spitzenöffnung 107 erlaubt. Dieser Sitz sollte so gestaltet sein, dass kein Gas aus der Verbindung entweichen kann. Ein O-Ring kann verwendet werden, um eine hinreichende Abdichtung sicherzustellen. Entlang der Mittelachse des Korpus 103 verläuft eine Bohrung 114, die es dem Gasstrom aus der Spitzenöffnung 107 ermöglicht, durch den Korpus 103 hindurch zu einem inneren Hohlraum 113 in dem Korpus 103 und in die Röhre 101 hinein zu strömen. Die Bohrung 114 besteht aus einem stromaufwärtigen Abschnitt 114A und einem stromabwärtigen Abschnitt 114B, die durch den Hohlraum 113 getrennt sind. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der stromaufwärtige Abschnitt 114A einen ersten Durchmesser, und der stromabwärtige Abschnitt 114B hat einen zweiten Durchmesser, der größer als der erste Durchmesser ist. In einer beispielhaften Ausführungsform hat der stromaufwärtige Abschnitt 114A einen Durchmesser, der der gleiche wie der Durchmesser der Bohrung 109 in der Spitzenöffnung ist. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform hat der stromaufwärtige Abschnitt 114A einen Durchmesser, der geringfügig größer als der der Bohrung 109 ist. Jedoch sollte der Durchmesserunterschied nicht so groß sein, dass der Gasstrom aus der Bohrung 109 in den Hohlraum 113 beeinträchtigt wird.The body 103 can also be made of brass and has a cavity 110 , the proper insertion of the tip opening 107 allowed. This seat should be designed so that no gas can escape from the connection. An O-ring can be used to ensure adequate sealing. Along the central axis of the body 103 runs a hole 114 It allows the gas flow from the tip opening 107 allows through the body 103 through to an internal cavity 113 in the corpus 103 and into the tube 101 to pour into it. The hole 114 consists of an upstream section 114A and a downstream section 114B passing through the cavity 113 are separated. In an exemplary embodiment of the present invention, the upstream portion 114A a first diameter, and the downstream portion 114B has a second diameter that is larger than the first diameter. In an exemplary embodiment, the upstream portion has 114A a diameter that is the same as the diameter of the bore 109 is in the top opening. In another exemplary embodiment, the upstream portion 114A a diameter slightly larger than that of the hole 109 is. However, the difference in diameter should not be so great that the gas flow from the bore 109 in the cavity 113 is impaired.

In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die mit Acetylen-Brennstoff verwendet werden, hat die Bohrung 109 einen konstanten Durchmesser im Bereich von 0,01 bis 0,04 Inch. In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die entweder mit Propan- oder mit Propylen-Brennstoff verwendet werden, hat die Bohrung 109 einen konstanten Durchmesser im Bereich von 0,007 bis 0,02 Inch.In exemplary embodiments of the present invention used with acetylene fuel, the bore has 109 a constant diameter in the range of 0.01 to 0.04 inches. In exemplary embodiments of the present invention used with either propane or propylene fuel, the bore has 109 a constant diameter in the range of 0.007 to 0.02 inches.

In einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist der Hohlraum 113 so bemessen, dass die Bohrung 109 der Spitzenöffnung 107 den Brennstoff direkt zu dem Hohlraum 113 transportiert, weil es keinen stromaufwärtigen Abschnitt 114A der Bohrung 114 gibt. Statt dessen sind die Hohlräume 110 und 113 so bemessen, dass die stromabwärtige Spitze der Spitzenöffnung 107 den Hohlraum 113 direkt kontaktiert.In another exemplary embodiment, the cavity is 113 such that the bore 109 the top opening 107 the fuel directly to the cavity 113 transported because there is no upstream section 114A the bore 114 gives. Instead, the cavities 110 and 113 such that the downstream tip of the tip opening 107 the cavity 113 contacted directly.

Der Korpus 103 hat ein erstes Verbindungsende 106, das an eine (nicht gezeigte) Gaszuleitung angeschlossen ist, die in der Regel an eine (ebenfalls nicht gezeigte) Gasversorgungsquelle angeschlossen ist. Die erste Verbindung 106 kann von jeder bekannten Verbindungsart sein, damit der Korpus 103 ordnungsgemäß an eine Gaszuleitung angeschlossen werden kann. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Verbindung 106 ein Schnellkupplungsende, welches das rasche Lösen und Verbinden des Korpus gestattet. Eine solche Verbindung arbeitet mit einer verschiebbaren Muffe und einem Druckanschlussnippel, so dass, wenn das Ende 106 in die Zuleitung eingesetzt wird, eine hermetische Dichtung entsteht, die verhindert, dass Gas durch die Verbindungsfuge entweicht. Eine solche Verbindungsart ist allgemein bekannt und braucht hier nicht ausführlich beschrieben zu werden. An den Seiten des Korpus 103 befinden sich mindestens vier konisch geformte Bohrungen 104, die sich alle von einer Außenfläche des Korpus 103 zu einem inneren Hohlraum 113 erstrecken. In der Ausführungsform, in der es vier Bohrungen 104 gibt, sind diese radial um jeweils 90 Grad voneinander beabstandet. Dieser innere Hohlraum 113 koppelt den stromaufwärtigen und den stromabwärtigen Abschnitt 114A/114B der Bohrung 114 mit den konisch geformten Bohrungen 104 an den Seiten des Korpus 103.The body 103 has a first connection end 106 , which is connected to a (not shown) gas supply line, which is usually connected to a (also not shown) gas supply source. The first connection 106 can be of any known type of connection, hence the body 103 properly connected to a gas supply line. In an exemplary embodiment of the present invention, the compound is 106 a quick coupling end, which allows the rapid release and connection of the body. Such a connection works with a sliding sleeve and a pressure connection nipple, so that when the end 106 is inserted into the supply line, a hermetic seal is formed, which prevents gas from escaping through the connecting joint. Such a type of connection is well known and need not be described in detail here. On the sides of the body 103 There are at least four conical holes 104 , which are all from an outer surface of the carcass 103 to an inner cavity 113 extend. In the embodiment in which there are four holes 104 are, they are radially spaced from each other by 90 degrees. This inner cavity 113 couples the upstream and downstream sections 114A / 114B the bore 114 with the conical holes 104 on the sides of the body 103 ,

2 zeigt einen Querschnitt eines Korpus 103 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der gezeigten Ausführungsform gibt es keinen stromaufwärtigen Abschnitt 114A der Bohrung 114 (wie oben besprochen), sondern der Hohlraum 110 ist direkt mit dem Hohlraum 113 gekoppelt. Des Weiteren ist in dieser Ausführungsform ein Ausdehnungsbereich 116 gezeigt, der sich am Ausgang des Röhrenverbindungsabschnitts 102 befindet. Der Ausdehnungsbereich 116 erlaubt es dem Gemisch, sich allmählich auszudehnen, während es sich der Röhre 101 nähert, so dass der Übergang von dem Korpus 103 zu der Röhre 101 keine signifikante Unterbrechung des Stroms, wie zum Beispiel durch Wirbelströme oder dergleichen, herbeiführt. Der Ausdehnungsbereich 116 wird gebildet, indem die Innenfläche des stromabwärtigen Abschnitts 114B so gewinkelt wird, dass ein konischer Ausgang entsteht. In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt der Winkel A der konischen Sektion im Bereich von 3 bis 30°. Es ist festgestellt worden, dass ein Winkel in dem angegebenen Bereich ein optimales Übergangsverhalten von dem Korpus 103 zu der Röhre 101 erbringt. 2 shows a cross section of a body 103 according to an exemplary embodiment of the present invention. In the embodiment shown there is no upstream section 114A the bore 114 (as discussed above) but the cavity 110 is directly with the cavity 113 coupled. Furthermore, in this embodiment, an expansion area 116 shown at the exit of the tube connecting section 102 located. The expansion area 116 It allows the mixture to gradually expand while it is the tube 101 approaching, leaving the transition from the carcass 103 to the tube 101 does not cause significant interruption of the current, such as by eddy currents or the like. The expansion area 116 is formed by the inner surface of the downstream section 114B is bent so that a conical exit arises. In an exemplary embodiment of the present invention, the angle A of the conical section is in the range of 3 to 30 °. It has been found that an angle in the specified range provides optimum transient response from the body 103 to the tube 101 he brings.

Während der Verwendung des Schweißbrenners 100 wird ein Brennstoffgas von einer Quelle durch einen Schlauch zu dem Korpus 103 geleitet. Das Gas strömt dann durch die Bohrung 109 in der Spitzenöffnung 107 in den stromaufwärtigen Abschnitt 114A der Bohrung 114 in dem Korpus 103 hinein. Während das Gas dann in den Hohlraum 113 in Richtung des stromabwärtigen Abschnitts 114B der Bohrung 114 strömt, erzeugt es einen Venturieffekt an den konischen Bohrungen 104, wodurch Atmosphäre durch die konischen Bohrungen und in den Hohlraum 113 hinein gesaugt wird. Dadurch entsteht in dem Hohlraum 113 ein Gemisch aus Brennstoff und Atmosphäre. Dieses Gemisch strömt dann abwärts durch den stromabwärtigen Abschnitt 114B der Bohrung 114 und in die Röhre 101 hinein. Der Korpus 103 hat eine Röhrenverbindungsabschnitt 102, der die Verbindung zwischen dem Korpus 103 und der Röhre 101 ermöglicht. Diese Verbindung kann auf unterschiedlichste Weise ausgeführt werden, einschließlich einer Reibpassung, einer Schraubverbindung oder dergleichen. Jedoch sollte die Verbindung auch hermetisch sein, damit das Gemisch aus Brennstoff und Atmosphäre nicht am Verbindungspunkt entweicht. Der stromabwärtige Abschnitt 114B sollte einen ausreichend großen Durchmesser haben, um das kombinierte Volumen aus Atmosphäre und Brennstoff ohne Beschränkung des Gemischstromes zuführen zu können. Alle Bohrungen und Hohlräume in dem Korpus müssen so glatt wie möglich sein, um glatte Oberflächen für den Strom aus Brennstoff und Atmosphäre bereitzustellen.While using the welding torch 100 A fuel gas is supplied from a source through a hose to the body 103 directed. The gas then flows through the hole 109 in the top opening 107 in the upstream section 114A the bore 114 in the corpus 103 into it. While the gas is in the cavity 113 in Direction of the downstream section 114B the bore 114 It creates a venturi effect on the conical holes 104 , creating atmosphere through the conical holes and into the cavity 113 is sucked into it. This results in the cavity 113 a mixture of fuel and atmosphere. This mixture then flows downwardly through the downstream section 114B the bore 114 and into the tube 101 into it. The body 103 has a tube connection section 102 that the connection between the body 103 and the tube 101 allows. This connection can be carried out in many different ways, including a friction fit, a screw or the like. However, the compound should also be hermetic so that the mixture of fuel and atmosphere does not escape at the connection point. The downstream section 114B should be sufficiently large in diameter to deliver the combined volume of atmosphere and fuel without limiting the mixture flow. All holes and cavities in the body must be as smooth as possible to provide smooth surfaces for the fuel and atmosphere stream.

Die Röhre 101 kann aus einem Edelstahlmaterial bestehen, oder auch aus anderen Metallen, die hohen Temperaturen widerstehen können. Die Röhre 101 hat einen Innendurchmesser iD, der für den entsprechenden Arbeitsgang ausgewählt wird. Das heißt, eine höhere Strömungsrate des Gemisches erfordert einen größeren Durchmesser iD. Der Innendurchmesser iD soll entlang der Röhre 101 konstant sein und sollte eine glatte Oberfläche haben, um eine optimale Strömung zu ermöglichen. Der Innendurchmesser iD kann im Bereich von 0,2 bis 0,7 Inch liegen.The tube 101 can be made of stainless steel or other metals that can withstand high temperatures. The tube 101 has an inside diameter iD that is selected for the corresponding operation. That is, a higher flow rate of the mixture requires a larger diameter iD. The inner diameter iD should be along the tube 101 be constant and should have a smooth surface to allow optimal flow. The inner diameter iD may be in the range of 0.2 to 0.7 inches.

Wie in 1A gezeigt, kann die Röhre 101 gebogen sein. Jedoch sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und können auch eine gerade Konfiguration haben. Falls die Röhre 101 gebogen ist, so sollte die Biegung nicht so scharf verlaufen, dass sie sich negativ auf die Gemischströmung durch die Röhre 101 auswirkt oder sich signifikant auf den Innendurchmesser iD der Röhre 101 auswirkt. Innerhalb der Röhre 101 ist in der Nähe des Endes 115 ein Wirbeleinsatz 112 angeordnet. Der Wirbeleinsatz 112 kann aus Messing, Edelstahl oder ähnlichen Materialien bestehen und ist mit einer Reihe (nicht gezeigter) schraubenförmiger Kanäle oder Rinnen versehen, die das Gemisch aus Gas und Atmosphäre verwirbeln, bevor das Gemisch die Spitze 115 verlässt. In beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl von Kanälen oder Rinnen im Bereich von 3 bis 5 liegen. Die Kanäle oder Rinnen sollten so bemessen sein, dass sie den Gemischstrom durch die Röhre 101 nicht merklich abwürgen. Des Weiteren sollte die schraubenförmige Struktur der Rinnen so gestaltet sein, dass der Brennstoff und die Atmosphäre ausreichend vermischt werden, um eine optimale Verbrennung zu erreichen, nachdem das Gemisch die Spitze 115 verlassen hat. Der Einsatz 112 kann einen Außendurchmesser haben, der es ermöglicht, den Einsatz mit einer Press- oder Reibpassung in die Röhre 101 einzusetzen. Es können aber auch andere Mittel verwendet werden, um den Einsatz 112 zu befestigen.As in 1A shown, the tube can 101 be bent. However, embodiments of the present invention are not limited thereto and may also have a straight configuration. If the tube 101 bent so the bend should not be so sharp that it adversely affects the mixture flow through the tube 101 affects or significantly affects the inner diameter iD of the tube 101 effect. Inside the tube 101 is near the end 115 a vertebral insert 112 arranged. The vertebral insert 112 may be made of brass, stainless steel or similar materials and is provided with a series of helical channels or channels (not shown) that swirl the gas and atmosphere mixture before the mixture is the tip 115 leaves. In exemplary embodiments of the present invention, the number of channels or channels may be in the range of 3 to 5. The channels or gutters should be sized to allow the mixture flow through the tube 101 do not strangle noticeably. Furthermore, the helical structure of the troughs should be designed so that the fuel and atmosphere are sufficiently mixed to achieve optimum combustion after the mixture reaches the top 115 has left. The use 112 may have an outside diameter that allows the insert to be press fit or friction fit into the tube 101 use. However, other means can be used for the use 112 to fix.

Es ist unerwartet festgestellt worden, dass das Verhältnis des Durchmessers der Bohrung 109 in der Spitzenöffnung 107 zum Innendurchmesser iD der Röhre 101 für den optimalen Betrieb des Schweißbrenners 100 bedeutsam ist. Dieses Verhältnis ist bisher weder gewürdigt noch verstanden worden. Des Weiteren ist entdeckt worden, dass dieses Verhältnis von der Art des Brennstoffs abhängig ist, der zum Arbeiten verwendet wird. Zum Beispiel richtet sich dieses Verhältnis danach, ob der verwendete Brennstoff Acetylen oder Propan und Propylen ist oder nicht. Dies wird im Folgenden ausführlicher erläutert.It has unexpectedly been found that the ratio of the diameter of the bore 109 in the top opening 107 to the inner diameter iD of the tube 101 for optimum operation of the welding torch 100 is significant. This relationship has hitherto neither been appreciated nor understood. Furthermore, it has been discovered that this ratio depends on the type of fuel used to work. For example, this ratio depends on whether the fuel used is acetylene or propane and propylene or not. This will be explained in more detail below.

Es ist entdeckt worden, dass, in beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung, wenn der Schweißbrenner 100 mit Acetylen-Brennstoff betrieben werden soll, das Verhältnis des Durchmessers der Bohrung 109 zum Innendurchmesser der Röhre im Bereich von 5 bis 7% liegen sollte. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen, die mit Acetylen arbeiten sollen, ist entdeckt worden, dass das Verhältnis im Bereich von 5,4 bis 6,6% liegen sollte. Jedoch sollten für Schweißbrenner, die entweder mit Propan- oder Propylenbrennstoff arbeiten sollen, beispielhafte Ausführungsformen ein Verhältnis im Bereich von 2 bis 3% haben. In weiteren beispielhaften Ausführungsformen, die mit Propan oder Propylen arbeiten, liegt das Verhältnis im Bereich von 2,5 bis 3%. Es ist entdeckt worden, dass diese Verhältnisse im Fall des richtigen Brennstoffs überraschend bessere Ergebnisse erbringen. Es ist ebenfalls entdeckt worden, dass das Verhältnis von der Art des verwendeten Brennstoffs abhängig ist, wie oben bereits angedeutet wurde.It has been discovered that, in exemplary embodiments of the invention, when the welding torch 100 operated with acetylene fuel, the ratio of the diameter of the bore 109 to the inner diameter of the tube should be in the range of 5 to 7%. In other exemplary embodiments intended to work with acetylene, it has been discovered that the ratio should be in the range of 5.4 to 6.6%. However, for welding torches intended to operate on either propane or propylene fuel, exemplary embodiments should have a ratio in the range of 2 to 3%. In other exemplary embodiments using propane or propylene, the ratio is in the range of 2.5 to 3%. It has been discovered that these ratios give surprisingly better results in the case of the right fuel. It has also been discovered that the ratio depends on the type of fuel used, as already indicated above.

Wenn zum Beispiel ein beispielhafter Schweißbrenner 100 mit Acetylen-Brennstoff betrieben werden soll und der Innendurchmesser iD der Röhre 101 ¼” beträgt, so sollte der Durchmesser der Bohrung 109 in der Spitzenöffnung im Bereich von 0,0125” bis 0,0175” (5 bis 7%) liegen. Wenn jedoch der beispielhafte Schweißbrenner mit Propan oder Propylen arbeiten soll, so sollte der Durchmesser der Bohrung 109 im Bereich von 0,005” bis 0,0075” (2 bis 3%) liegen. Durch Beibehalten dieser jeweiligen Verhältnisse kann eine optimale Leistung für den Schweißbrenner erreicht werden.If, for example, an exemplary welding torch 100 to be operated with acetylene fuel and the inner diameter iD of the tube 101 ¼ ", so should the diameter of the hole 109 in the tip opening range from 0.0125 "to 0.0175" (5 to 7%). However, if the exemplary torch is to operate on propane or propylene, the diameter of the bore should be 109 in the range of 0.005 "to 0.0075" (2 to 3%). By maintaining these respective ratios, optimum performance for the welding torch can be achieved.

Mit diesen Verhältnissen können beispielhafte Ausführungsformen des Schweißbrenners 100, die mit Acetylen arbeiten, Gesamtgemisch-Strömungsraten im Bereich von 2 bis 30 SCFH (Standardkubikfuß/Stunde) bei einem Brennstoffdruck von 14 PSI erreichen und nach wie vor eine optimale Flamme erbringen. Auf ähnliche Weise kann in beispielhaften Ausführungsformen, die mit Propan oder Propylen verwendet werden, eine Strömungsrate im Bereich von 2 bis 12 SCFH bei einem Brennstoffdruck von 28 PSI erreicht werden, während nach wie vor eine optimale Flamme erhalten wird. Natürlich versteht es sich, dass bei Verwendung einer Röhre 101 und einer Bohrung 109 mit größerem Durchmesser höhere Strömungsraten erreicht werden. Die oben besprochenen Verhältnisse erlauben ein optimales Strömen und Vermischen der Atmosphäre (zum Beispiel Luft) mit dem Brennstoff, um eine optimale Flamme zu erreichen.With these ratios, exemplary embodiments of the welding torch 100 working with acetylene, achieving total mixture flow rates in the range of 2 to 30 SCFH (standard cubic feet per hour) at a fuel pressure of 14 PSI and still providing an optimum flame. Similarly, in exemplary embodiments used with propane or propylene, a flow rate in the range of 2 to 12 SCFH can be achieved at a fuel pressure of 28 PSI while still obtaining an optimum flame. Of course, it is understood that when using a tube 101 and a hole 109 higher flow rates can be achieved with larger diameter. The ratios discussed above allow optimum flow and mixing of the atmosphere (eg, air) with the fuel to achieve optimum flame.

Obgleich die Erfindung speziell mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Dem Durchschnittsfachmann ist klar, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Geltungsbereich der Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche definiert wird, abzuweichen.Although the invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, the invention is not limited to these embodiments. One of ordinary skill in the art appreciates that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Schweißbrennerwelding torch
101101: Röhretube
102102: RöhrenverbindungsabschnittTube connecting portion
103103: SchweißbrennerkorpusWelding torch body
104104: Bohrungdrilling
106106: Verbindungconnection
107107: Spitzenöffnungtip opening
108108: Gewindeabschnittthreaded portion
109109: Bohrungdrilling
110110: Hohlraumcavity
112112: WirbelspitzeneinsatzSwirl lace
113113: innerer Hohlrauminner cavity
114114: Bohrungdrilling
114A114A: stromaufwärtiger Abschnittupstream section
114B114B: stromabwärtiger Abschnittdownstream section
115115: EndeThe End
116116: Ausdehnungsbereichexpansion area
AA: Winkelangle
iDiD: InnendurchmesserInner diameter

Claims

Welding torch ( 100 ), comprising: a welding torch body ( 103 ) with an upstream cavity, a mixture cavity and a tube connecting portion ( 102 ) downstream of the mixture cavity, the mixture cavity having a plurality of conical bores ( 104 ) through a side wall of the mixture cavity to allow air to flow into the mixture cavity, and the tube connecting portion (FIG. 102 ) has a bore to receive a flow from the mixture cavity and to supply the flow to an outlet of the tube connection portion (10). 102 ) to steer; a lace opening ( 107 ) Structure inserted into the upstream cavity, wherein a bore extends through the center of the tip opening structure, the bore having a first diameter, and wherein the bore directs a fuel to the mixture cavity; and a tube ( 101 ) connected to the tube connecting section ( 102 ) and the current from the tube connecting portion ( 102 ) and has an inner diameter (iD), wherein the tube ( 101 ) transports the stream to a flame at an exit of the tube; wherein the ratio of the first diameter to the inner diameter (iD) of the tube ( 101 ) is in the range of 5 to 7%, and wherein the fuel is acetylene.

Welding torch ( 100 ) according to claim 1, wherein the ratio is in the range of 5.4 to 6.6%.

Welding torch ( 100 ) according to claim 1 or 2, wherein the first diameter is in the range of 0.01 to 0.04 inches.

Welding torch ( 100 ) according to any one of claims 1 to 3, wherein the first diameter is in the range of 0.01 to 0.04 inches and the inner diameter (iD) of the tube is in the range of 0.2 to 0.7 inches.

Welding torch according to one of claims 1 to 4, wherein the welding torch ( 106 ) can provide a flow rate of 2 to 30 SCFH (standard cubic feet per hour) at an acetylene fuel pressure of 14 PSI.

Welding torch ( 100 ), comprising: a welding torch body ( 103 ) with an upstream cavity, a mixture cavity and a tube connecting portion ( 102 ) downstream of the mixture cavity, the mixture cavity having a plurality of conical bores ( 104 ) through a side wall of the mixture cavity to allow air to flow into the mixture cavity, and the tube connecting portion (FIG. 102 ) has a bore to receive a flow from the mixture cavity and to supply the flow to an outlet of the tube connection portion (10). 102 ) to steer; a lace opening ( 107 ) Structure inserted into the upstream cavity, wherein the center of the tip opening structure (FIG. 107 ) runs a bore, wherein the bore a first diameter, and wherein the bore directs a fuel to the mixture cavity; and a tube ( 101 ) connected to the tube connecting section ( 102 ) and the current from the tube connecting portion ( 102 ), and having an inner diameter (iD), the tube carrying the stream to a flame at an exit of the tube; wherein the ratio of the first diameter to the inner diameter (iD) of the tube is in the range of 2 to 3%, and wherein the fuel is either propane or propylene.

Welding torch ( 100 ) according to any one of claims 3 to 6, wherein the ratio is in the range of 2.5 to 3%.

Welding torch ( 100 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the bore in the tube connecting portion ( 102 ) an expansion cavity in a downstream section (FIG. 114B ) of the bore in the tube connecting portion ( 102 ) Has.

Welding torch ( 100 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the expansion cavity comprises an angled surface with an angle (A) in the range of 3 to 30 degrees.

Welding torch ( 100 ) according to one of claims 1 to 9, further comprising a vertebral insert ( 112 ) positioned in the tube near the flame.

Welding torch ( 100 ) according to any one of claims 1 to 10, wherein the inner diameter (iD) is in the range of 0.2 to 0.7 inches.

Welding torch ( 100 ) according to any one of claims 6 to 11, wherein the first diameter is in the range of 0.007 to 0.02 inches.

Welding torch ( 100 ) according to any one of claims 6 to 12, wherein the first diameter is in the range of 0.007 to 0.02 inches and the inner diameter (iD) of the tube is in the range of 0.2 to 0.7 inches.

Welding torch ( 100 ) according to one of claims 1 to 13, wherein the number of the plurality of conical bores ( 104 ) is in the range of 3 to 5.

Welding torch ( 100 ) according to one of claims 6 to 14, wherein the welding torch ( 100 ) can provide a flow rate of 2 to 12 SCFH (standard cubic feet per hour) at an acetylene fuel pressure of 28 PSI.